KR101272957B1 - 태양전지 모듈 보호용 조성물 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 태양전지 모듈 보호용 조성물에 대한 것으로, 특히 벤조트리아졸 아크릴계 단량체와 불소 아크릴계 단량체를 포함하여 공중합된 공중합체를 포함하는 것을 특징으로 한다. 이러한 본 발명은 자외선을 흡수하는 벤조트리아졸 그룹에 의해서 자외선을 전 파장영역에서 완벽하게 차단할 수 있으면서, 불소가 포함된 그룹에 의해서 우수한 내화학성, 내오염성, 열적 특성을 가질 수 있는 기능성 코팅 필름을 제공할 수 있다.
Description
본 발명은 우수한 투과율과 자외선 차단 기능을 가지는 태양전지 모듈 보호용 조성물에 대한 것으로, 더욱 상세하게는 자외선 차단 기능과 함께 우수한 반사 방지 기능, 이에 따른 우수한 투과율, 및 높은 내화학성, 내오염성, 열적 특성을 가지는 불소계 벤조트리아졸 아크릴레이트 공중합체 및 이를 포함하는 광전변환소자용 기능성 코팅필름에 관한 것이다.
건물, 자동차, 플랜트와 같은 구조물의 외관은 외부의 물리적 유해물질 및 자외선, 산성비, 염분이 함유된 바람, 그리고 배출가스 및 조류의 배설물과 같은 화학적 유해한 물질에 노출되어 있다. 이에 따라, 본 발명은 구조물의 외부에 위치한 태양광 발전 모듈을 보호하고 성능을 개선할 목적으로 개발된 불소계 벤조트리아졸 아크릴레이트 공중합체 및 이를 포함한 코팅 필름에 관한 것이다.
불소계 벤조트리아졸 아크릴레이트는 제조방법에 따라 다양한 물리적 및 화학적 성질을 가진다. 본 발명은 내화학성, 발수성, 발유성, 방오성 및 내마모성을 가지고 특히, 기능성 코팅 필름으로 적용시 자외선 차단효과와 반사방지 기능을 구현히 가능하므로 기능성 코팅 물질에 활용하기 적합한 것이다.
기존의 태양광 발전 시스템에서는 투과율의 저하 및 내화학성 등의 문제로 인하여 모듈의 외부에 기능성 물질을 코팅하거나 기능성 필름을 거의 사용하지 않았다. 그러나, 본 발명에서는 이런 문제점을 완벽하게 극복하고, 자외선 차단을 통하여 유기소재가 포함되어 있는 태양광발전 시스템의 수명을 연장시키며, 반사방지 기능을 부여하여 발전 효율을 증대 시키고자 하는 것이다.
일반적으로 자외선은 200~400 nm의 파장을 가지며, 보다 상세하게는 200~280 nm 파장을 갖는 단파장 자외선, 280~320nm 파장을 갖는 중파장 자외선 및 320~400nm 파장을 가지는 장파장 자외선로 분류된다. 단파장은 파장이 짧아서 대부분 지표면에 도달하기 전에 산란되어 제거되므로 자외선차단 문제에서는 관심 밖에 놓여 있다. 자외선 차단이 요구되는 대부분의 제품이 중파장에 대한 차단 위주로 진행이 되어 왔으나 최근에는 장파장 자외선에 의한 태양광 발전 시스템의 수명 문제가 많이 제기되고 있다. 예를 들면 실리콘 기반 태양광 발전의 경우 EVA 시트가 자외선에 의해서 황변현상이 나타나 효율을 감소시킨다. 특히, 유기재료 기반 태양전지의 경우에는 모듈내의 광활성 물질 또는 염료와 자외선과 반응을 하여 성능을 저하 시킨다. 또한 필름의 점착제층의 변형을 가져오거나 보호면 자체의 외양변화를 더욱 촉진시킬수 있다. 이를 차단하기 위한 물질 또는 조성에 대한 연구가 활발히 진행되고 있다.
또한, 기존의 반사방지 기능을 구현하기 위하여 ITO나 ATO를 사용할 경우 착색되어 투과율이 저하된다는 문제가 발생한다. 또한. 외부의 충격에 대하여 내구성이 떨어지고 부착력의 문제로 인하여 제품의 수명이 저하되는 경우가 있다.
상기한 바와 같은 문제점을 해결하기 위한 본 발명은 유기소재가 포함되어 있는 태양광발전 시스템의 수명을 연장시키고, 반사방지 기능을 부여하여 발전 효율을 증대시키고자 하는 것이다.
또한, 본 발명은 태양전지 모듈에 반사방지 기능을 구현하여 투과율을 증대시키고, 자외선을 전 파장영역에서 완벽하게 차단할 수 있으면서, 우수한 내화학성, 내오염성, 열적 특성을 가질 수 있는 기능성 코팅 필름을 제공하는 것이 목적이다.
상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명은 벤조트리아졸 아크릴계 단량체와 불소 아크릴계 단량체를 포함하여 공중합된 공중합체를 포함하는 태양전지 모듈 보호용 조성물이다.
여기서, 상기 불소 아크릴계 단량체는 옥타플루오르펜틸아크릴레이트, 헥사플루오르펜틸아크릴레이트 또는 이것들의 혼합물인 것이 바람직하다.
또한, 상기 벤조트리아졸 아크릴계 단량체는 불소 아크릴계 단량체 100중량부에 대하여 10~50중량부로 포함된 것이 더욱 바람직하다.
기타 실시예들의 구체적인 사항들은 상세한 설명 및 도면들에 포함되어 있다.
상기한 본 발명에 의하면, 자외선 차단을 통하여 유기소재가 포함되어 있는 태양광발전 시스템의 수명을 연장시키고 반사방지 기능을 부여하여 발전 효율을 증대시킬 수 있다.
또한, 고굴절의 광학용 plastic 필름과 본 발명에 따른 저굴절 불소계 벤조트리아졸 아크릴레이트 공중합체 코팅층의 굴절율 차이에 의해서, 태양전지 모듈에 반사방지 기능을 구현하여 투과율을 증대시키고, 자외선을 흡수하는 벤조트리아졸 그룹에 의해서 자외선을 전 파장영역에서 완벽하게 차단할 수 있으면서, 불소가 포함된 그룹에 의해서 우수한 내화학성, 내오염성, 열적 특성을 가질 수 있는 기능성 코팅 필름을 제공할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 벤조트리아졸 아크릴계 단량체와 불소 아크릴계 단량체의 공중합 반응을 설명하기 위한 반응도이고,
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 불소계 벤조트리아졸 아크릴레이트 공중합체를 이용하여 코팅 필름의 구조를 설명하기 위한 모식도이고,
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 불소계 벤조트리아졸 아크릴레이트 공중합체의 열적 안정성을 측정한 TGA 분석 결과 그래프이고,
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 코팅 필름의 투과율 및 자외선 차단 효과를 평가하기 위한 UV-visible 영역에서의 스펙트럼 결과 그래프이고,
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 코팅 필름의 표면 접촉각 측정 결과이고,
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 코팅 필름을 염료감응형 태양전지 모듈에 적용하기 위한 모듈의 구조 및 실제 사진이며,
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 코팅 필름을 염료감응형 태양전지 모듈에 적용하여 수명테스트를 실험한 결과 그래프이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 불소계 벤조트리아졸 아크릴레이트 공중합체를 이용하여 코팅 필름의 구조를 설명하기 위한 모식도이고,
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 불소계 벤조트리아졸 아크릴레이트 공중합체의 열적 안정성을 측정한 TGA 분석 결과 그래프이고,
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 코팅 필름의 투과율 및 자외선 차단 효과를 평가하기 위한 UV-visible 영역에서의 스펙트럼 결과 그래프이고,
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 코팅 필름의 표면 접촉각 측정 결과이고,
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 코팅 필름을 염료감응형 태양전지 모듈에 적용하기 위한 모듈의 구조 및 실제 사진이며,
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 코팅 필름을 염료감응형 태양전지 모듈에 적용하여 수명테스트를 실험한 결과 그래프이다.
이하에서는 본 발명의 바람직한 하나의 실시형태를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명하기로 한다.
본 발명은 구조물의 외부에 위치한 태양광 발전 모듈을 보호하고 성능을 개선할 목적으로 개발된 불소계 벤조트리아졸 아크릴레이트 공중합체, 이를 포함하는 조성물, 및 이를 포함한 코팅 필름에 관한 것이다. 즉, 본 발명에 따른 조성물은 태양광 발전 모듈의 최외곽에 바로 코팅하거나, 고분자 필름에 코팅하여 필름으로 만들어 부착할 수 있는 물질 및 기능성 필름에 관한 것이다.
본 발명에 따른 불소계 벤조트리아졸 아크릴레이트 공중합체는 벤조트리아졸 아크릴계 단량체와 불소 아크릴계 단량체를 용매에 포함하여 공중합함으로서 제조된 것이다.
이러한 본 발명은 자외선 차단기능과 및 기타 기후에 대한 내후성이 우수한 벤조트리아졸계 단량체를 불소계 물질과 공중합시켜서 내화학성 및 내열성을 증가시키고, 특히 굴절율이 낮은 불소기를 도입함으로서 굴절율 차에 의해서 반사방지 기능을 증대시킴으로서 태양전지 모듈의 투과율을 우수하게한 것이 특징이다. 즉, 자외선을 흡수하는 벤조트리아졸 그룹에 의해서 자외선을 전 파장영역에서 완벽하게 차단할 수 있으면서, 불소가 포함된 그룹에 의해서 우수한 내화학성, 내오염성, 열적 특성을 가질 수 있는 기능성 코팅 필름을 제공할 수 있다. 또한, 고굴절의 광학용 plastic 필름과 본 발명에 따른 저굴절 불소계 벤조트리아졸 아크릴레이트 공중합체 코팅층의 굴절율 차이에 의해서, 태양전지 모듈에 반사방지 기능을 구현하여 투과율을 증대시킬 수 있다.
본 발명자들은 비불소계 단량체와 벤조트리아졸계 화합물로 이루어진 공중합체의 경우 투과율이 저하되어 광학용으로 사용되기에 어렵지만, 불소계 아크릴 단량체를 이용하는 경우 저굴절 특성을 가지게 할 수 있어서, 기판과의 굴절율 차이를 증대시켜 빛의 반사율을 줄이고, 가시광선의 투과율을 증대시킬 수 있다는 것을 확인하였다. 또한, 벤조트리아졸에 의해 자외선을 약 380nm 까지 차단하여 자외선 차단 기능을 가짐과 동시에, 투과율을 향상시켜 태양전지를 비롯한 광학용 소자 및 제품에 적용이 가능하다는 것을 확인한 후, 본 발명을 완성하였다.
일 구체예에 따라, 상기 벤조트리아졸 아크릴계 단량체는 하기 화학식 1로 이루어진 것이 바람직하다.
[화학식 1]
상기 화학식 1에서, R1은 아크릴기 또는 메타크릴기인 것이 가능하고, 이에 한정되지는 않으며, 상기 벤조트리아졸 아크릴계 단량체는 라디칼 중합을 할 수 있는 비닐기를 포함하는 단량체면 사용이 가능하다.
예를 들어, 상기 벤조트리아졸 아크릴계 단량체는 2-(2-히드록시-3,5-디-알파-쿠밀페닐)-2H-벤조트리아졸, 5-클로로-2-(2-히드록시-3-tert-부틸-5-메틸페닐)-2H-벤조트리아졸, 5-클로로-2-(2-히드록시-3,5-디-tert-부틸페닐)-2H-벤조트리아졸, 2-(2-히드록시-3,5-디-tert-아밀페닐)-2H-벤조트리아졸, 2-(2-히드록시-3-알파-쿠밀-5-tert-옥틸페닐)-2H-벤조트리아졸 및 5-트리플루오로메틸-2-(2-히드록시-3-알파-쿠밀-5-tert-옥틸페닐)-2H-벤조트리아졸일 수 있고, 그 중에서도 2-[2'-히드록시-3'부틸-5'(메타크릴로일록시에틸)페닐]-벤조트리아졸인 것이 가장 바람직하다.
일 구체예에 따라, 상기 불소 아크릴계 단량체는 비닐기를 가지는 것이 가능하고, 예를 들면 1H,1H-퍼플루오로-n-옥틸아크릴레이트(1H,1H-perfluoro-n-octylacrylate), 1H,1H, 5H-옥타플루오로펜틸 아크릴레이트(1H,1H,5H-octafluoropentylacrylate), 1H,1H,9H-헥사데카플루오로노닐 아크릴레이트(1H, 1H, 9H-hexadecafluorononyl acrylate), 2-(퍼플루오로부틸)에틸 아크릴레이트(2-(perfluorobutyl)ethyl acrylate), 2-(퍼플루오로헥실)에틸 아크릴레이트(2-(perfluorohexyl)ethyl acrylate), 2-(퍼플루오로데실)에틸 아크릴레이트(2-(perfluorodecyl)ethyl acrylate) 등을 사용할 수 있다. 그 중에서도, 옥타플루오르펜틸아크릴레이트, 헥사플루오르펜틸아크릴레이트 또는 이것들의 혼합물인 것이 바람직하다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 벤조트리아졸 아크릴계 단량체와 불소 아크릴계 단량체의 공중합 반응을 설명하기 위한 반응도이고, 여기에 도시된 바와 같이, 불소 아크릴계 화합물은 비닐기를 포함하고 있어, 화학식 1의 벤조트리아졸계 화합물과 라디칼 중합 반응하여, 공중합체를 형성하는 것이 가능하다.
본 발명에서 상기 벤조트리아졸 아크릴계 단량체와 불소 아크릴계 단량체의 함량은 원하는 자외선 흡수율에 따라 조절하여 사용할 수 있다. 일 구체예에 따라, 상기 벤조트리아졸 아크릴계 단량체는 불소 아크릴계 단량체 100중량부에 대하여 20~30중량부로 포함되는 것이 바람직하다. 상기 벤조트리아졸 아크릴계 단량체의 비율이 상기 범위를 초과할 경우에는 불소 아크릴계 단량체와 잘 혼합되지 못하여 상분리가 일어나 공중합 반응성이 현저히 저하되거나 합성되지 않는 문제점이 있다. 또한, 벤조트리아졸 아크릴계 단량체의 경우 스스로 polymerization이 될 수 있으므로 젤화 되는 경향이 있다. 따라서, 상기 벤조트리아졸 아크릴계 단량체는 불소 아크릴계 단량체 100중량부에 대하여 20~30중량부로 포함되는 것이 가장 바람직하다.
상기 2가지 단량체를 공중합시켜서 공중합체를 제조하는 방법은 특별히 제한되지 않고, 이 기술분야에 알려진 다양한 방법을 모두 포함한다. 예를 들어, 벤조트리아졸 아크릴계 단량체와 불소 아크릴계 단량체의 혼합물을 용매 하에서 교반시킨 후, 여기에 중합 개시제를 첨가하고 반응시켜 불소계 벤조트리아졸 아크릴레이트 공중합체가 포함된 조성물을 제조할 수 있다.
상기 용매로서 메틸 알코올, 에틸 알코올, 프로판올, 이소 프로판올 등의 알코올; 메틸 이소부틸 케톤, 메틸에틸케톤 등의 케톤; 초산 메틸, 초산 에틸 등의 에스테르; 톨루엔, 크실렌, 벤젠 등의 방향족 화합물; 디에틸 에테르 등의 에테르
를 사용할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
상기 중합 개시제는 코팅층이 박막이고 불소 수지의 경화 반응시 산소 장애로 인하여 경화 효율이 낮으므로, 산소 장애의 영향을 받지 않고 개시 효율이 좋은 개시제가 바람직하다.
이때, 상기 용매와 중합 개시제의 함량은 필요에 따라 적절히 조절하여 사용할 수 있음은 물론이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 불소계 벤조트리아졸 아크릴레이트 공중합체를 포함하는 조성물을 이용하여 코팅 필름을 제조하는 과정을 설명하기 위한 모식도이다.
예를 들어, 본 발명에 따른 불소계 벤조트리아졸 아크릴레이트 공중합체를 용매와 혼합해서 코팅액을 제조하고, 이것을 PET 필름과 같은 베이스 필름(base film)에 코팅시켜서 코팅 필름을 제조하는 것이 가능하다. 이러한 코팅 필름을 제조하는 방법은 특별히 제한되지 않고, 이 기술분야에 알려진 모든 방법을 포함한다.
본 발명은 이와 같이 제조된 코팅 필름을 태양전지 모듈 보호용 시트로 사용하는 것이 가능하고, 나아가 이러한 코팅 필름이 태양전지 모듈의 일면에 부착된 태양전지 모듈 패키지를 포함한다.
본 발명은 하기의 실시예에 의하여 보다 더 잘 이해 될 수 있으며, 하기의 실시예는 본 발명의 예시 목적을 위한 것이며, 첨부된 특허청구범위에 의하여 한정되는 보호범위를 제한하고자 하는 것은 아니다.
실시예
1:
옥타플루오르펜틸아크릴레이트를
이용한 불소계
벤조트리아졸
아크릴레이트
공중합체의 제조
2-[2'-히드록시-3'부틸-5'(메타크릴로일록시에틸)페닐]-벤조트리아졸 (25 g) 과 옥타플루오르펜틸아크릴레이트(100 g)과 노르말메틸피롤리돈 40g과 함께 질소 분위기의 반응기에 미케니컬스터러를 사용하여 교반하였다.
다음으로 노르말메틸피롤리돈(10g)에 AIBN(1.3g)를 녹여 만든 용액을 한방울씩 상기 반응기에 넣었다. 그 후 온도를 70℃까지 올리고 10시간 동안 공중합한 후, 메탄올을 이용하여 공중합체를 침전시킨 다음, 미반응한 단량체는 제거하고, 진공건조기에서 24시간 동안 건조후 불소계 벤조트리아졸 아크릴레이트 공중합체를 제조하였다.
실시예
2:
헥사플루오르펜틸아크릴레이트를
이용한 불소계
벤조트리아졸
아크릴레이트
공중합체의 제조
2-[2'-히드록시-3'부틸-5'(메타크릴로일록시에틸)페닐]-벤조트리아졸 (25 g) 과 헥사플루오르펜틸아크릴레이트(100 g)과 노르말메틸피롤리돈 40g과 합께 질소 분위기의 반응기에 미케니컬스터러를 사용하여 교반하였다.
다음으로 노르말메틸피롤리돈 (10g)에 AIBN (1.3g)를 녹여 만든 용액을 한방울씩 상기 반응기에 넣었다. 그 후 온도를 70℃까지 올리고 10시간 동안 공중합한 후, 메탄올을 이용하여 공중합체를 침전시킨 다음, 미반응한 단량체는 제거하고, 진공건조기에서 24시간 동안 건조후 불소계 벤조트리아졸 아크릴레이트 공중합체를 제조하였다.
실시예
3:
옥타플루오르펜틸아크릴레이트를
이용한 코팅 필름의 제조
실시예 1에서 제조된 불소계 벤조트리아졸 아크릴레이트 공중합체 20g 을 톨루엔 80g에 교반기에 넣고 3시간 동안 충분히 교반 후 공중합체를 녹여 코팅액을 제조하였다.
그리고, PET 필름에 바코터를 이용하여 상기 코팅액을 도포 후, 60℃에서 10분 동안 건조 후 자외선 차단 코팅 필름을 제조하였다.
실시예
4:
헥사플루오르펜틸아크릴레이트를
이용한 코팅 필름의 제조
실시예 2에서 제조된 불소계 벤조트리아졸 아크릴레이트 공중합체 20g 을 톨루엔 80g에 교반기에 넣고 3시간 동안 충분히 교반 후 공중합체를 녹여 코팅액을 제조하였다.
그리고, PET 필름에 바코터를 이용하여 상기 코팅액을 도포후 60℃에서 10분 동안 건조 후 자외선 차단 코팅 필름을 제조하였다.
비교예
1:
비불소계
벤조트리아졸
아크릴레이트
공중합체의 제조
2-[2'-히드록시-3'부틸-5'(메타크릴로일록시에틸)페닐]-벤조트리아졸 (25g)과 부틸아크릴레이트(100g)과 노르말메틸피롤리돈 40g과 합께 질소 분위기의 반응기에 미케니컬스터러를 사용하여 교반하였다. 다음으로 노르말메틸피롤리돈 (10g)에 AIBN (1.3g)를 녹여 만든 용액을 한방울씩 반응기에 넣었다. 그 후 온도를 70℃까지 올리고 10시간 동안 공중합한 후 메탄올을 이용하여 공중합체를 침전시켜 미반응한 단량체는 제거하고 진공건조기에서 24시간 동안 건조후 비불소계 벤조트리아졸 아크릴레이트 공중합체를 제조하였다.
비교예
2:
비불소계
벤조트리아졸
아크릴레이트
공중합체를 이용한 코팅 필름의 제조
비교예 1에서 제조된 불소계 벤조트리아졸 아크릴레이트 공중합체 20g 을 톨루엔 80g에 교반기에 넣고 3시간 동안 충분히 교반 후 공중합체를 녹여 코팅액을 제조하였다. 그리고 상기의 코팅액을 이용하여 PET 필름에 바코터를 이용하여 코팅액을 도포후 60도에서 10분 동안 건조 후 자외선 차단 코팅 필름을 제조하였다.
실험예
1 : 공중합체의 열적 안정성 테스트를 위한
TGA
분석
상기 실시예 1, 실시예 2 및 비교예 1에 따라 제조된 각각의 공중합체를 대상으로, 열적 안정성 테스트를 위한 TGA 분석을 실시하였다.
TGA 측정은 TA Instrument사의 SDT Q600를 이용하여 시료 10 mg을 정량하여 장비에 넣고 질소분위기의 측정온도 25~600℃ 구간에서 10/min으로 온도 증가에 따른 질량감소 변화량을 측정하였다.
그 결과, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 불소계 벤조트리아졸 아크릴레이트 공중합체의 열적 안정성을 측정한 TGA 분석 결과 그래프이고, 여기에 도시된 바와 같이, 공중합체내의 불화도가 증가할수록 TG 곡선이 오른쪽으로 shift 하는 것을 확인할 수 있으며, 본 결과는 강한 결합에너지를 가지는 C-F 그룹이 공줍합체 내 증가할수록 열적 안정성이 증대되는 것을 나타낸다.
실험예
2 : 코팅 필름의 투과율 및 자외선 차단 효과를 평가하기 위한
UV
-visible 영역에서의 스펙트럼 분석
상기 실시예 3, 실시예 4 및 비교예 2에 따라 제조된 각각의 코팅 필름을 대상으로, 투과율 및 자외선 차단 효과를 평가하기 위한 UV-visible 영역에서의 스펙트럼 분석을 실시하였다.
UV-visible 영역에서의 스펙트럼 분석을 위하여 OTSUKA사의 MCPD-7000를 이용하여 측정하였다.
그 결과, 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 코팅 필름의 투과율 및 자외선 차단 효과를 평가하기 위한 UV-visible 영역에서의 스펙트럼 결과 그래프이고, 여기에 나타난 바와 같이, 380 nm 까지 완벽하게 자외선을 차단하는 것을 알수 있다. 또한, 본 발명의 불화도가 높은 공중합체를 PET 기재위에 코팅하였을 경우 투과율이 약 2% 정도 상승하는 것으로 조사되었으며, 비불소계 공중합체 보다는 불소계 공중합체를 조건에서 투과율 상승이 더 높은 것으로 조사되었다.
또한, 하기 표 1은 상기 코팅 필름에 대한 가시광선 영역의 투과율과 표면 굴절을 정리한 표이다.
| 투과율 (600nm) | 굴절율/PET필름과의 굴절율차 (600nm) | 자외선 차단효과 |
|
| PET 필름 | 91.2 | 1.58 | - |
| 실시예 3 | 93.2 | 1.42(0.16) | OK |
| 실시예 4 | 92.7 | 1.48(0.10) | OK |
| 비교예 2 | 91.4 | 1.54(0.04) | OK |
상기 표 1에 나타난 바와 같이, 본 발명의 실시예 3, 4에 따른 코팅 필름은 종래의 PET 필름 및 비교예 2에 따른 코팅필름 보다 투과율이 높고, 굴절율은 낮으며, 자외선 차단 효과가 우수함을 확인할 수 있다.
실험예
3 : 코팅 필름의 요염 방지 효과를 평가하기 위한
접촉각
측정
상기 실시예 3, 실시예 4 및 비교예 2에 따라 제조된 각각의 코팅 필름을 대상으로, 코팅 표면의 내오염성을 평가하기 위한 표면 접촉각 측정을 실시하였다. 코팅필름의 표면접촉각을 측정은 KRUSS사의 DSA100를 이용하여 측정하였다.
그 결과, 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 코팅 필름의 표면 접촉각 측정 결과이다. 여기에 나타난 바와 같이, 일반적인 PET 필름의 경우에는 약 표면 접촉각이 70이었다. 그리고 본 발명의 공중합체를 코팅한 필름의 경우 접촉각이 증가하는 것으로 조사되었다. 특히, 불소계 공중합체 실시예 3과 실시예 4의 경우 비교예 2보다 더 많이 상승하는 것으로 조사되었으며, 불화도가 높을수록 표면의 접촉각이 증대되는 것을 알 수가 있었다.
실험예 4 : 코팅 필름이 적용된 태양전지의 수명테스트 분석
상기 실시예 3 및 비교예 2에 따라 제조된 각각의 코팅 필름을 가로 10cm 세로 10cm 크기의 염료감응 태양전지 모듈에 적용하여 수명테스트를 실시하였다. 본 실험에 사용된 염료감응태양전지 모듈은 도 6와 같은 구조를 가진 태양전지 모듈을 사용하였다. 수명테스트는 도 6의 염료감응태양전지 최외각에 본 발명의 코팅 필름을 부착하여 측정을 실시하였으며, 부착된 모듈을 건물 외부에 위치시키고 시간에 따른 효율 변화를 측정하였다. 효율 측정은 맥사이언스사의 PEC-210 솔라시뮬레이터를 사용하였으며 AM 1.5, 100mW/cm2 (1sun) 조건하에서 테스트를 진행하였다.
그 결과, 도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 코팅 필름을 염료감응형 태양전지에 적용하여 수명테스트를 실험한 결과 그래프이고, 여기에 도시된 바와 같이, 본 발명의 코팅필름을 미부착한 염료감응태양전지 모듈의 경우 자외선에 의한 효율 저하가 급격히 나타났으며 모듈 효율 50 %을 유지하는 기간은 약 15일 정도 이었다. 반면에, 본 발명의 실시예 3과 비교예 2를 부착한 모듈의 경우 미 부착 조건보다 상당히 수명이 증대되었으며 특히 불소계 공중합체를 이용한 실시예 3의 조건의 경우 약 60일간 효율의 50% 이상 수준을 유지하는 것으로 조사되었으며 수명은 약 4배 정도 증가하는 것으로 조사되었다.
한편, 상기에서는 본 발명을 특정의 바람직한 실시예에 관련하여 도시하고 설명하였지만, 이하의 특허청구범위에 의해 마련되는 본 발명의 기술적 특징이나 분야를 이탈하지 않는 한도 내에서 본 발명이 다양하게 개조 및 변화될 수 있다는 것은 당업계에서 통상의 지식을 가진 자에게 명백한 것이다.
Claims (3)
- 벤조트리아졸 아크릴계 단량체와 불소 아크릴계 단량체가 공중합된 공중합체를 포함하고,
상기 벤조트리아졸 아크릴계 단량체는 2-[2'-히드록시-3'부틸-5'(메타크릴로일록시에틸)페닐]-벤조트리아졸이며,
상기 불소 아크릴계 단량체는 헥사플루오르펜틸아크릴레이트이고,
상기 벤조트리아졸 아크릴계 단량체는 불소 아크릴계 단량체 100중량부에 대하여 20~30중량부로 포함된 것을 특징으로 하는 태양전지 모듈 보호용 조성물.
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